Question

如圖16-2-4所示，水平放置一矩形導體框，細棒ab可在框上自由移動，整個裝置處在磁感應強度為0.4 T的勻強磁場中，磁場方向與水平面成30°角，ab長0.2 m，電阻為0.1 Ω,其余部分電阻不計，棒在水平力作用下以2 m/s的速率勻速向右運動，求力F的大小及力F做功的機械功率.

圖16-2-4

Answer 1

解析：棒ab產生的感應電動勢

    E=(Bsin30°)Lv=0.4×0.5×0.2×2 V=0.08 V

    通過棒的感應電流

    I==0.8 A

    棒所受安培力大小

    F_安=BIL=0.4×0.8×0.2 N=6.4×10^-2 N

    方向與B垂直指向左上方.

    由棒勻速運動知，水平方向合力為零，從而水平拉力

    F=F_安cos60°=6.4×10^-2×0.5 N=3.2×10^-2 N

    力F做功的機械功率

    P_F=Fv=3.2×10^-2×2 W=6.4×10^-2 W.

答案：F=3.2×10^-2 N      P=6.4×10^-2 W